Tham dự Tech Lounge

Tham dự Tech Lounge


[Có thể bạn chưa biết] Tại sao các tòa nhà lại sụp đổ khi động đất? Sự thật phức tạp hơn bạn nghĩ

BaroTo
10/11/2019 11:37Phản hồi: 92
[Có thể bạn chưa biết] Tại sao các tòa nhà lại sụp đổ khi động đất? Sự thật phức tạp hơn bạn nghĩ
Động đất luôn là một hiện tượng tự nhiên đáng sợ và nó trở nên nguy hiểm hơn khi các thành phố ngày càng phát triển đi kèm với những rủi ro sụp đổ của các tòa nhà cao tầng.

giphy (5).gif

Tại sao các tòa nhà lại sụp đổ khi động đất và làm thế nào để ngăn chặn điều này?


Nếu như bạn đã từng xem các bộ phim thảm họa, bạn có thể nghĩ rằng các tòa nhà sụp đổ do nguyên nhân trực tiếp là mặt đất dưới chân chúng rung lắc dữ dội hay thậm chí là tách ra xa nhau. Nhưng đó không thực sự là cách chúng sụp đổ vì hầu hết các tòa nhà không nằm đúng vị trí đứt gãy và sự dịch chuyển các mảng kiến tạo thì xảy ra ở sâu hơn nhiều so với nền móng của các tòa nhà. Trên thực tế, sự ảnh hưởng của động đất đến các tòa nhà phức tạp hơn nhiều.

giphy.gif
Vậy điều gì mới là nguyên nhân thực sự khiến các tòa nhà sụp đổ?


Khi mặt đất chuyển động bên dưới tòa nhà, chúng gửi các làn sóng xung kích qua các phần còn lại của cấu trúc và khiến nó rung lắc qua lại. Sức mạnh của sự dao động này phụ thuộc vào 2 yếu tố chính là khối lượng của tòa nhà (tập trung chủ yếu ở phần nóc) và độ chắc chắn của nó (yếu tố chủ yếu của sự dao động). Các tòa nhà thấp thường chắc chắn hơn, trong khi các tòa nhà cao thì mềm dẻo hơn.

giphy (1).gif

Vậy là mọi người nghĩ rằng giải pháp chống sập nhà là xây dựng các tòa nhà thấp hơn để chúng biến dạng ít nhất có thể.


Nhưng trận động đất năm 1985 ở Mexico là ví dụ tốt cho thấy điều đó không hoàn toàn đúng. Trong trận động đất, nhiều tòa nhà từ 6 đến 15 tầng đã bị sụp đổ. Điều lạ là các tòa nhà thấp hơn 6 tầng gần đó vẫn đứng vững và các tòa nhà cao hơn 15 tầng cũng hầu như không bị ảnh hưởng, còn các tòa nhà cỡ trung thì lại rung lắc dữ dội hơn và bị sụp đổ.

giphy (2).gif

Điều đã xảy ra ở Mexico là 1 hiệu ứng gọi là cộng hưởng, khi mà tần số của làn sóng địa chấn động đất xảy ra cùng với tần số tự nhiên của các tòa nhà tầm trung. Giống như sự thúc đẩy cùng nhịp cho xích đu. Mỗi làn sóng địa chấn sẽ khuếch đại thêm sự rung lắc của tòa nhà và ngày càng mạnh hơn cuối cùng đi quá giới hạn mà tòa nhà có thể chịu được gây sụp đổ.

giphy (6).gif

Ngày nay, các kĩ sư làm việc với các nhà địa chất và địa chấn học để dự đoán tần số của động đất tại các vị trí xây dựng để ngăn chặn sự sụp đổ do cộng hưởng, dựa vào các yếu tố như loại đất hay dữ liệu của các trận động đất trước kia. Dao động với tần số thấp sẽ gây nhiều thiệt hại cho các tòa nhà cao hơn và mềm dẻo hơn trong khi dao động với tần số cao sẽ gây nguy hiểm với các cấu trúc thấp và chắc chắn.

giphy (4).gif

Các kĩ sư cũng đã nghĩ ra cách để hấp thụ rung lắc để hạn chế sự biến dạng bằng cách sử dụng công nghệ mơi mới.

Quảng cáo


  • Dựa trên độ linh hoạt để cô lập sự dao động của phần nền so với phần còn lại của tòa nhà.
  • Dựa trên sự dao động lệch pha để điều tiết xóa bỏ sự cộng hưởng với tần số tự nhiên để giảm rụng lắc.
Nguồn: TED-Ed
92 bình luận
Chia sẻ

Xu hướng

pvdlcp
ĐẠI BÀNG
4 năm
Không hiểu gì hết.
@Google [bot] Vật liệu không vỡ vụn là vật liệu gì???
Mình thì biết khi xây dựng nhà ở Nhật bản có các hệ số về động đất chia theo từng vùng, còn nói về cấu tạo thì có 3 kiến trúc chống lại động đất chủ yếu là Nại Chấn (耐震) chống lại chấn động bằng cách gia tăng kiên cố tường, cột dầm, Miễn Chấn (免震) cô lập chấn động bằng cách thêm vào giữa phần móng với cấu trúc bên trên toà nhà một phần trung gian đặc biệt có thể chuyển động theo phương ngang một biên độ nhất định. Và phương pháp cuối là Điều Chấn (制震) giống như miễn chấn nhưng có thêm thành phần để giúp ngăn chặn lại chuyển động theo phương ngang của toà nhà đồng thời làm sai lệch cường độ dao động của phần trên toà nhà với cường độ dao động của mặt đất.
Thêm một cái nữa là một số nhà, tháp chọc trời còn có thêm một cột trục trung tâm chịu lực khi nó bị rung lắc, một kĩ thuật lâu đời được áp dụng trong thiết kế các ngôi chùa, nổi tiếng nhất là ở toà tháp Tokyo Skytree.
angel2706
TÍCH CỰC
4 năm
@Lựu Đạn Bạn có thể viết 1 bài chia sẻ thêm về những phương pháp này không? Mình thấy chủ đề này hay đó! 😁
danluu
ĐẠI BÀNG
4 năm
@adagioleonard Bạn từ thế giới nào đến hỏi câu khó qua. ;)
@danluu Mình đến từ thiên hà Milky Way, rất vui được gặp bạn 😁
tokylo
TÍCH CỰC
4 năm
Vì vậy cần hạn chế tập đi bước đều trên các toà nhà vì có thể tạo ra hiện tượng cộng hưởng
Thien Quoc
TÍCH CỰC
4 năm
@kixx Quân Đức, và thực ra câu chuyện này là minh họa cho tính kỷ luật của họ chứ không phải chuyện cầu.
@cattrieu Em cmt vui thôi. Chứ kiến thức trả thầy giáo rồi 😆
@Hejk Trk em cũng học rồi kk.
@Thien Quoc oh .mình đọc trong cuốn Vật lí vui ,thì sách viết quân liên xô ,cộng hưởng dao động do đi cùng nhịp
có thể cùng câu chuyện mà có nhiều biến thể : )
Máy tạo động đất của Tesla dựa trên nguyên tắc cộng hưởng này ...
Đơn giản là sự giao thoa của sóng
@Tuanvu10hp tại điểm giao thoa mà còn cộng hưởng nữa thì bao phê 😁
@kixx Làm quả nhiệt hạch cho phê
Không hiểu gì mấy =)))
Nhớ 2005 động đất ngoài Vũng Tàu mà Sài Gòn rung chuyển ... moẹ đang ở Tầng 8 của 1 toà nhà ngoài bt. ... thấy lắc Lư ... xong xui thấy nó hở hơn 1 tấc ngay các mép toà nhà, hoảng quá chạy xuống luôn
@Bão Sài Gòn oh. vậy là e đã hiểu cái tên của bác rồi 😁
@RF Hiến Nguyễn Kkk
Thien Quoc
TÍCH CỰC
4 năm
@RF Hiến Nguyễn Làm gì đến mức đó, lần duy nhất cảm nhận động đất là ở tòa nhà công ty, lầu 17, bỗng nhiên thấy cái ghế không người ngồi trượt đi. Khi ấy còn bảo có ma, lát sau mới nghe ồn ào bảo có động đất đâu đó chứ cảm giác cơ thể thì gần như không biết.
@Thien Quoc Đúng vậy, lần đó dg học năm 1 đại học kiến trúc, dg làm bài đồ án trên tầng 6, nhớ là buổi sáng, ngồi làm đã tới trưa xuống ăn trưa mới nghe ae kháo nhau là vừa có động đất 😃 sợ vãi , mua ly cf lên tầng 6 ngồi làm bài tiếp cho đỡ sợ 😁
Ở VN bão còn chạy ra tắm biển nữa kìa chứ cái động đất này chả quan tâm !
Tóm lại là do sóng động đất vô tình trùng tần số sóng rung lắc của nhà thì sụp do giao thoa. Còn lại chỉ lắc chứ không sụp (giả dụ nhà cực chắc chỉ lắc chứ không sụp do bị nứt)
@nightwish47 M nghĩ do cả tần số và biên độ! Trùng tần số thì nó sẽ nhanh hẹo hơn thôi... còn nó mà vượt quá biên độ giao động làm cho vật liệu bị hỏng thì vẫn hẹo! Theo m hiểu là chất lượng vật liệu tốt thì ngta tính tiếp đến biên độ... chứ vl kém thì chưa cần trùng đã hỏng r!
dưới đít mấy em jumbo cruiser có 1 con gyroscope siu to khổng lộ để hạn chế dao động 😁
1 số toà nhà cao tầng cũng đc trang bị

'Các kĩ sư cũng đã nghĩ ra cách để hấp thụ rung lắc để hạn chế sự biến dạng bằng cách sử dụng công nghệ mơi mới.

Dựa trên độ linh hoạt để cô lập sự dao động của phần nền so với phần còn lại của tòa nhà.
Dựa trên sự dao động lệch pha để điều tiết xóa bỏ sự cộng hưởng với tần số tự nhiên để giảm rụng lắc '
hoặc thay đổi vật liệu công trình ,vd beton ->gỗ
Ko đọc có khi còn hiểu . Đọc rồi ko hiểu gì luôn 😆
May quá ở mình không có động đất
@daugauhp911 có mà ít chỉ xảy ra ở miền núi
nhìn mô hình động của bài viết... kết luận có động đất thì đàn ông sẽ đứng vững hơn phụ nữ 😃
nhớ hồi xưa có thông tin về các tòa nhà ở Nhật dùng bể nước ở trên nóc hoặc đệm lò xo đỡ tòa nhà để chống động đất
Động đất 7độ test các ctrình vn
senfall
TÍCH CỰC
4 năm
@cosmos47 Đừng coi thường vn , nêu là các công trình gỗ của vn thì rất khó đổ bởi hệ thống kèo cột liên kết bằng mộc k cố định.
Hồi trước móng nhà cổ chỉ dải đá răm rồi đổ cát lên kín các kẽ rồi xây móng lên trên. Có tác dụng như đường tàu.
@cosmos47 Ở VN các công trình dùng chủ yếu là bê tông cốt tre nên chịu đc động đất rất tốt. Nó chỉ bị sập khi vô tình bị trâu húc vào thôi.
Hên xui có quá nhiều yếu tố ảnh hưởng, cái này chỉ là 1 phần thôi.
khá thú vị, hay!
Tại sao tòa nhà 101 tầng của Đài Loan vẫn đứng vững trước những trận động đất vại ad
@Maxken86 vậy thì phải học đi, giờ đây mà k tự học từ internet là tèo luôn
@Tài Khoản TKK Bít thiếu mà ko bù đắp đc =))
@Maxken86 coi phim nhật để học tiếng anh cho nhiều vào
😁
@Tài Khoản TKK Học được mỗi tiếng rên =))

Xu hướng

Bài mới









  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2024 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: Số 70 Bà Huyện Thanh Quan, P. Võ Thị Sáu, Quận 3, TPHCM
  • Số điện thoại: 02822460095
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019